Hệ Mặt Trời di chuyển cô độc trong Ngân Hà trong một quỹ đạo tròn cách xấp xỉ 30000 năm ánh sáng từ tâm thiên hà với vận tốc cỡ 220 km/s. Chu kỳ quay quanh tâm thiên hà, gọi là năm thiên hà, vào khoảng 220-250 triệu năm. Từ khi hình thành tới giờ, Hệ Mặt Trời đã hoàn thành ít nhất 20 vòng như vậy.[110]

Các nhà khoa học khác nhau đã phỏng đoán rằng đường đi của Hệ Mặt Trời trong thiên hà là một yếu tố gây nên tính chu kỳ của các đợt tuyệt chủng hàng loạt mà các hóa thạch Trái Đất ghi dấu lại. Một giả thuyết đề xuất rằng các dao động dọc do Mặt Trời gây ra khi nó quay quanh tâm thiên hà khiến nó đều đặn vượt qua mặt phẳng thiên hà. Khi quỹ đạo Mặt Trời đi ra ngoài đĩa thiên hà, ảnh hưởng của thủy triều thiên hà yếu đi, khi nó quay trở lại đĩa thiên hà, theo những khoảng thời gian 20-25 triệu năm, nó chịu những thủy triều đĩa mạnh hơn nhiều mà, theo những mô hình toán học, sẽ tăng dòng sao chổi từ đám mây Oort lên 4 lần, dẫn tới sự tăng đột biến khả năng một vụ va chạm tàn khốc.[111]

Tuy nhiên, những người khác lập luận rằng Mặt Trời hiện nay đang gần mặt phẳng thiên hà, và dù thế sự kiện tuyệt chủng lớn cuối cùng đã xảy ra 15 triệu năm trước. Do đó chỉ vị trí chiều dọc của Mặt Trời thôi không đủ để giải thích sự tuyệt chủng theo chu kỳ như vậy, và thay vào đó những lần tuyệt chủng xảy ra khi Mặt Trời vượt qua các nhánh xoắn ốc của thiên hà. Các cánh tay xoắn ốc không chỉ là nơi cư trú của rất nhiều đám mây phân tử, mà hấp dẫn của chúng có thể làm nhiễu loạn đám mây Oort, mà cả một mật độ cao hơn những sao khổng lồ xanh sáng sống trong những khoảng thời gian ngắn và rồi bùng nổ mãnh liệt thành các siêu tân tinh.[112]

Va chạm thiên hà và đổ vỡ hành tinh

Mặc dù đại đa số các thiên hà trong vũ trụ dịch chuyển ra xa khỏi Ngân Hà, Thiên hà Andromeda, thành viên lớn nhất của Nhóm Địa phương của chúng ta, đang hướng tới đây với vận tốc khoảng 120 km/s.[113] Trong 4 tỉ năm tới, Andromeda và Ngân Hà sẽ đụng độ, khiến cả hai biến dạng khi các lực thủy triều xé các nhánh ngoài của chúng thành những đuôi thủy triều khổng lồ. Nếu sự đổ vỡ ban đầu này diễn ra, các nhà thiên văn tính toán rằng có xác suất 12% là Hệ Mặt Trời sẽ bị kéo ra phía ngoài vào đuôi thủy triều của Ngân Hà và 3% nó sẽ bị gắn bởi lực hấp dẫn của Andromeda và trở thành một phần của thiên hà này.[113] Khi một chuỗi các cú đánh trượt qua ở các nhánh tiếp tục diễn ra, khả năng văng ra của Hệ Mặt Trời tăng lên 30%,[114] và các hố đen siêu nặng ở tâm hai thiên hà sẽ hợp nhất. Cuối cùng, trong khoảng 6 tỉ năm tới, Ngân Hà và Andromeda sẽ hợp nhất hoàn toàn thành một thiên hà xoắn ốc khổng lồ. Trong quá trình hợp nhất, nếu có đủ khí, hấp dẫn gia tăng sẽ buộc khí đi vào tâm của thiên hà xoắn ốc mới. Điều này có thể dẫn tới một thời kỳ hình thành sao mạnh mẽ trong thời gian ngắn, gọi là sự bùng nổ sao.[113] Ngoài ra, các khí đi vào trong sẽ nuôi dưỡng hố đen mới hình thành chuyển hóa nó thành một nhân thiên hà hoạt động. Lực hình thành do những tương tác này có thể sẽ đẩy Hệ Mặt Trời vào vùng hào quang của thiên hà mới, khiến nó tương đối ít bị tổn hại từ bức xạ của những va chạm này.[113][114]

Có một quan niệm sai lầm phổ biến rằng sự va chạm này sẽ làm đổ vỡ quỹ đạo của các hành tinh trong Hệ Mặt Trời. Trong khi đúng là hấp dẫn của các sao bay ngang qua có thể tách các hành tinh vào không gian liên sao, khoảng cách giữa các sao là quá lớn khiến cho khả năng cuộc va chạm Ngân Hà-Andromeda gây ra một sự đổ vỡ như thế đối với bất cứ hệ thống sao riêng lẻ nào là rất nhỏ, có thể bỏ qua. Trong khi Hệ Mặt Trời xét như một toàn thể có thể chịu ảnh hưởng bởi các sự kiện này, Mặt Trời và các hành tinh nói chung sẽ không bị nhiễu loạn đáng kể.[115]

Tuy nhiên, theo thời gian, xác suất tích lũy của một cú va chạm với một ngôi sao tăng lên, và sự đổ vỡ của các hành tinh sẽ trở thành không thể tránh khỏi trong một bậc thời gian ngoài sức tưởng tượng. Giả sử rằng các kịch bản cáo chung của vũ trụ Vụ Co Lớn hoặc Vụ Xé Lớn không xảy ra, các tính toán gợi ý rằng hấp dẫn của các sao băng qua sẽ hoàn toàn tước đi các hành tinh còn lại của Mặt Trời đã chết trong vòng 1 triệu tỉ năm (1015 năm). Thời điểm đó đánh dấu sự chấm dứt của Hệ Mặt Trời: trong khi Mặt Trời và các hành tinh vẫn còn hiện hữu, Hệ Mặt Trời, theo nghĩa một hệ thống hành tinh, không còn tồn tại.[2]